[发明专利]一种正丁醛加氢制备正丁醇的催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种正丁醛加氢制备正丁醇的催化剂及其制备方法。所述催化剂包含氧化铜、氧化锌和二氧化硅。所述催化剂的制备方法采用同步沉淀法，使铜、锌分别在两种不同温度下沉淀，得到两种不同的孔道结构，形成双孔系。所述催化剂具有活性组分分散度高、传质/传热性能好等特点，催化剂具有优异的活性和选择性，降低了副产物正丁酸正丁酯和辛醇的生成，提高正丁醇的选择性。

技术领域

本发明具体涉及一种醛加氢制备醇的催化剂，具体的涉及一种正丁醛加氢制备正丁醇的催化剂，属于催化技术领域。

背景技术

正丁醇是一种重要的有机化工原料，是多种涂料的溶剂和制增塑剂邻苯二甲酸二丁酯的原料，也用于制造丙烯酸丁酯、醋酸丁酯、乙二醇丁醚以及作为有机合成中间体和生物化学药的萃取剂，还用于制造表面活性剂。

正丁醇的工业制法主要有发酵法、丙烯羰基合成法和乙醛醇醛缩合法三种。此外，由乙烯制高级脂肪醇时也副产正丁醇。丙烯羰基合成法由于原料易得、羰基化工艺压力相对较低、反应条件相对较温和等特点，已成为生产正丁醇的最重要的方法。

丙烯羰基合成法主要是由丙烯、一氧化碳和氢经钴或铑催化剂羰基合成反应生成正丁醛和异丁醛，正丁醛经加氢得正丁醇。正丁醛加氢反应过程是生产正丁醇的关键过程，而催化剂是加氢反应的核心。

正丁醛加氢可在气相用铜作催化剂，也可在液相用镍作催化剂下进行。气相法因反应压力低，工艺设备简单而被广泛应用，国内大部分丁醇装置采用气相加氢法，催化剂采用沉淀法制备的铜锌系催化剂。

正丁醛气相加氢制备正丁醇的催化剂在许多专利中都有报道。如：CN1381311A公开了一种采用共沉淀方法制备铜锌铝催化剂，并添加了K、Ca、Na、Mg和Ba等碱金属/碱土金属元素作为助剂。此款催化剂在130℃、0.4MPa、正丁醛液相空速0.36h^-1反应条件下，正丁醛转化率约为98％，正丁醇选择性约为99％。

DE4244273公开了一种Na₂O改性铜锌铝催化剂用于丁醛气相加氢过程。CN1050994A公开了在铜锌催化剂中加入少量碱金属和镍、钴等助剂以改善催化剂选择性的催化剂制备方法。

CN1695802A公开的专利采用分步共沉淀法，采用铝和助剂共沉淀、铜锌共沉淀，并将两种沉淀进行混合的方法制备了丁醛加氢催化剂。

上述公开报道的丁醛加氢催化剂均为共沉淀法制备的铜锌系催化剂，其最大的问题就是存在活性组分分散度差、催化剂孔隙小、传质/传热性能差、副产物丁酸丁酯生成量高、正丁醇选择性差等一系列问题。

丁醛气相加氢制丁醇过程主要副产物为丁酸丁酯，丁酸丁酯的生成与催化剂组成、酸碱性及传质/传热性能密切相关，催化剂酸性强、传热性能差将会大大促进副产物丁酸丁酯的生成。因此改进催化剂制备方法、优化催化剂孔道结构和酸碱性、改善催化剂传热传质性能对于制备高活性、高选择性丁醛加氢催化剂至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种正丁醛加氢制备正丁醇的催化剂及其制备方法，采用同步沉淀法制备的催化剂具有活性组分分布均匀、孔隙发达、传质/传热性能好等特点，同时催化剂具有优异的活性和选择性。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种正丁醛加氢制备正丁醇的催化剂，包含以下组分：氧化铜24-50wt％，氧化锌49-75wt％，二氧化硅0.5-2wt％，以催化剂重量为基准计。

优选地，本发明所述方法制备的催化剂组成包括：氧化铜28-45wt％，氧化锌54-70wt％，二氧化硅0.5-2wt％，以催化剂重量为基准计。

更优选地，本发明所述方法制备的催化剂组成包括：氧化铜30-45wt％，氧化锌54-69wt％，二氧化硅0.5-2wt％，以催化剂重量为基准计。